---

ГОСТ 9.506-87

(СТ СЭВ 5733-86)

Группа Т95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система защиты от коррозии и старения

ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ В ВОДНО-НЕФТЯНЫХ СРЕДАХ

Методы определения защитной способности

Unified system of corrosion and ageing protection. Corrosion inhibitors of metals in water-petroleum media. Methods of protective ability evaluation

ОКСТУ 0009

Дата введения 1988-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством нефтяной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Ю.Г.Рождественский; Л.Н.Хлесткина, канд. техн. наук (руководители разработки)

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.09.87 N 3671

3. Срок проверки 1992 г., периодичность проверки 5 лет.

4. Стандарт содержит все требования СТ СЭВ 5733-86.

В стандарте дополнительно приведены пример режима деаэрации испытуемой среды, рекомендуемый режим поляризации образцов из углеродистых сталей, пример качественной предварительной и сравнительной оценки защитной способности ингибиторов по поляризационным кривым, рекомендуемые формы записи результатов и протокола испытаний.

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт распространяется на ингибиторы коррозии металлов (далее - ингибиторы), применяемые в нефтяной промышленности для защиты от коррозии конструкционных металлов нефтепромыслового оборудования и коммуникаций в водно-нефтяных средах, и устанавливает два метода определения их защитной способности при сплошной коррозии:

электрохимический - для качественной предварительной и сравнительной оценки защитной способности ингибиторов в водной части испытуемой среды;

гравиметрический - для количественной оценки защитной способности ингибиторов и выдачи рекомендаций к стендовым испытаниям наиболее эффективных ингибиторов.

Испытания проводят по программе, приведенной в ГОСТ 9.905-82, при этом должны быть указаны цель испытаний, тип и состав ингибитора, марка металла образцов, состав испытуемой среды, соотношение нефти и пластовой воды, концентрация кислорода, сероводорода и (или) двуокиси углерода в среде, температура и продолжительность испытания, схема аппаратурного оформления, методика обработки и оценки результатов испытаний.

Для гравиметрического метода дополнительно указывают количество образцов, давление и скорость течения испытуемой среды.

Программа испытания ингибиторов для конкретного месторождения должна быть согласована с разработчиком, потребителем и изготовителем ингибиторов.

Сравнение защитной способности ингибиторов проводят на образцах из металла одинаковой марки, при одинаковых условиях и способах поддержания режимов испытания, при одинаковых концентрациях ингибиторов, а также в одинаковых испытуемых средах.

1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД

1.1. Сущность метода

Метод заключается в получении поляризационных кривых, передающих взаимосвязь между потенциалом исследуемого электрода и плотностью тока при поляризации от внешнего источника постоянного электрического тока с последующей оценкой защитной способности ингибитора по плотности тока в ингибированной и неингибированной средах.

Поляризационные кривые могут быть получены гальваностатическим (для металлов, не склонных к пассивации), потенциостатическим или потенциодинамическим методом.

Испытуемой средой служит водная часть ингибированной и неингибированной водно-нефтяной среды, полученная по пп.1.4.3-1.4.5 при разделении фаз.

1.2. Метод отбора образцов

1.2.1. Образцами для испытания служат исследуемые электроды, изготовленные из конструкционного металла или металла, близкого по химическому составу и структуре (например, стали марок: Ст3 - по ГОСТ 380-88; 10, 20 - по ГОСТ 1050-88).

Форму и размеры образцов выбирают с учетом конструктивных особенностей электрохимической ячейки и требований к подготовке поверхности.

Рекомендуемая площадь рабочей поверхности образцов не более 100 мм . Линейные размеры образцов измеряют с погрешностью не более 0,01 мм.

1.3. Аппаратура, материалы и реактивы

1.3.1. Установка, включающая в себя:

электрохимическую ячейку с испытуемой средой, в которую помещены исследуемый электрод, платиновый или графитовый вспомогательный электрод и хлорсеребряный по ГОСТ 17792-72 или каломельный электрод сравнения;

потенциостат с диапазоном измерения ±4 В (типа П-5827, П-5827М или П-5848);

прибор для регистрации тока в цепи поляризации по ГОСТ 8711-78 с возможностью изменения его полярности;

прибор для измерения потенциала исследуемого электрода с входным сопротивлением более 1 10 Ом (встроен в схему перечисленных потенциостатов);

источник тока для поляризации исследуемого электрода с диапазоном ±500 мА (встроен в схему перечисленных потенциостатов);

двухкоординатный самопишущий прибор с логарифмическим преобразователем для записи поляризационных кривых в координатах потенциал-логарифм плотности тока.

Схема установки для потенциостатических ( ) и гальваностатических ( ) измерений приведена на черт.1.

1 - электрохимическая ячейка; 2 - потенциостат; 3 - регулируемый источник тока; - исследуемый электрод; - вспомогательный электрод; - электрод сравнения

Черт.1

При использовании платинового вспомогательного электрода необходимо, чтобы его поверхность была не менее чем в два раза больше поверхности исследуемого электрода.

Электрохимическая ячейка и приспособления для крепления электродов должны быть стойкими к воздействию испытуемой среды.

Конструкция ячеек должна предусматривать перемешивание среды, деаэрацию и насыщение сероводородом и (или) двуокисью углерода, введение ингибитора, термостатирование и обеспечивать постоянство объема и состава среды.

Для обеспечения быстрой установки потенциала к конструкции ячейки предъявляются требования:

омическое сопротивление ячейки между исследуемым и вспомогательным электродами должно быть не более 15 Ом (предпочтительно 10-15 Ом);

омическое сопротивление между исследуемым электродом и электродом сравнения должно быть не более 10 кОм (предпочтительно 5-10 кОм).

1.3.2. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

1.3.3. Ацетон по ГОСТ 2603-79.

1.3.4. Нефть, подготовленная по I группе ГОСТ 9965-76.

1.3.5. Модель минерализованной пластовой воды плотностью 1,12 г/см состава, г/дм :

кальций хлористый 6-водный	- 34,00
магний хлористый 6-водный по ГОСТ 4209-77	- 17,00
натрий хлористый по ГОСТ 4233-77	-163,00
кальций сернокислый 2-водный	- 0,14

Готовят на дистиллированной воде, используя реактивы квалификации не ниже ч., ч.д.а.

1.3.6. Газы:

азот газообразный по ГОСТ 9293-74;

гелий газообразный очищенный;

двуокись углерода по ГОСТ 8050-85;

сероводород, содержащий не более 0,5% примесей (может быть получен любым методом, обеспечивающим насыщение испытуемой среды до концентрации, соответствующей программе испытаний).

1.3.7. Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026-76.

1.3.8. Шкурка шлифовальная на бумажной или тканевой основе.

1.3.9. Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556-81.

1.3.10. Термостат или водяная баня с терморегулятором, обеспечивающие температуру в рабочем объеме от 25 до 75 °С с допустимой погрешностью ±2 °С.

1.4. Подготовка к испытанию

1.4.1. Рабочую поверхность исследуемого электрода не более чем за 1 ч до начала испытания подвергают шлифовке и полировке до шероховатости не более 0,40 мкм по ГОСТ 2789-73.

1.4.2. Непосредственно перед поляризационными измерениями рабочую поверхность исследуемого электрода обезжиривают ацетоном.

1.4.3. Испытуемую среду готовят следующим образом: в два стеклянных сосуда, снабженные перемешивающим устройством и нижним тубусом с краном, заливают нефть и раствор минерализованной пластовой воды в соотношении, предусмотренном программой испытаний, перемешивают в течение 5 мин со скоростью, обеспечивающей образование эмульсии. В один из сосудов дозируют исследуемый ингибитор и продолжают перемешивание в обоих сосудах в течение 30 мин, после чего эмульсию отстаивают до разделения фаз. При необходимости применяют деэмульгатор.

1.4.4. В соответствии с программой испытаний испытуемая среда может деаэрироваться инертным газом (азот, гелий) и насыщаться сероводородом и (или) двуокисью углерода.

Пример. Время деаэрации 0,5 дм дистиллированной воды до концентрации кислорода 0,08 мг/дм при расходе инертного газа 70 дм /ч составляет 5 мин.

1.4.5. Рекомендуемая концентрация ингибитора устанавливается по геометрической прогрессии 25, 50, 100, 200, 400 мг/дм и т.д.

1.5. Проведение испытания

Предпочтительная температура испытаний 25, 50, 75 °С, колебания температуры испытуемой среды не должны превышать ±2 °С.

Электроды, подготовленные по пп.1.4.1, 1.4.2, помещают в электрохимическую ячейку с испытуемой средой. Поляризационные измерения начинают после установления потенциала коррозии не менее чем через 1 ч после погружения электродов в испытуемую среду.

Для углеродистых сталей рекомендуются поляризация ±0,4 В от потенциала коррозии, скорость развертки потенциала в потенциодинамическом режиме 20 мВ/мин.

1.6. Обработка результатов испытания

1.6.1. Поляризационные кривые при потенциодинамическом методе получают регистрацией потенциала коррозии и коррозионного тока с помощью двухкоординатного самопишущего прибора с логарифмическим преобразователем.

При гальваностатическом методе (по заданным значениям плотности коррозионного тока и соответствующим им значениям потенциала коррозии) и потенциостатическом методе (по заданным значениям потенциала коррозии и соответствующим им значениям плотности коррозионного тока) строят поляризационную кривую в полулогарифмической системе координат.

1.6.2. Определяют плотность коррозионного тока, пропорциональную скорости коррозии исследуемого металла, экстраполяцией участка Тафеля до значения потенциала коррозии на поляризационной кривой. Пример качественной предварительной и сравнительной оценки защитной способности ингибиторов приведен в приложении 1.

При отсутствии участков Тафеля по поляризационным кривым определяют коррозионный ток, соответствующий одинаковой поляризации исследуемого электрода (поляризация до 60 мВ).

1.6.3. Защитную способность ингибиторов оценивают сравнением плотностей коррозионных токов, полученных при поляризации исследуемого электрода в водной части ингибированной и неингибированной испытуемых сред. Чем меньше плотность коррозионного тока при одинаковой поляризации, тем меньше скорость коррозии и выше защитная способность ингибитора.

1.7. Протокол испытания

В протоколе должны быть указаны сведения, приведенные в ГОСТ 9.905-82, и, по возможности, характер защитного действия ингибитора.

2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод заключается в определении потери массы металлических образцов за время их пребывания в ингибированной и неингибированной испытуемых средах с последующей оценкой защитной способности ингибитора по изменению скорости коррозии.